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1、傳播優(yōu)秀word版文檔 ,希望對您有幫助,可雙擊去除!電解鋁工藝流程電解鋁就是通過電解得到的鋁,現(xiàn)代金屬鋁的生產(chǎn)主要采用冰晶石-氧化鋁融鹽電解法。生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。1. 鋁電解工藝直流電通入電解槽,電解槽溫度控制在940-960,熔融冰晶石是溶劑,氧化鋁作為溶質(zhì),以炭素體作為陽極,鋁液做為陰極,使溶解于電解質(zhì)中的氧化鋁在槽內(nèi)的陰、陽兩極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。在陰極電解析出金屬鋁,在陽極電解析出和氣體。鋁液定期用真空抬包析出,經(jīng)過凈化澄清后,澆鑄成商品鋁錠。陽極氣體經(jīng)凈化后,廢氣排空,回收的氟化物等返回電解槽。電解鋁的主要設(shè)備是電解槽,現(xiàn)代鋁工業(yè)主要有兩種形式的槽式分別為自焙陽極電解槽和預(yù)焙陽極
2、電解槽。以下為兩種槽的比較:圖一:兩種類型電解槽的比較目前世界上大部分國家及生產(chǎn)企業(yè)都在使用大型預(yù)焙槽,槽的電流強度很大,不僅自動化程度高,能耗低,單槽產(chǎn)量高,而且滿足了環(huán)保法規(guī)的要求。從鋁電解槽的發(fā)展來看,目前電流強度達到17-22ka的大型化各類陽極電解槽,產(chǎn)鋁量為1200-1500kg/d,電能消耗降低到13.5kw*h。下圖為一種鋁電解槽參數(shù)圖二:一種鋁電解槽配置圖2. 電解煙氣干法凈化2.1干法凈化原理干法凈化就是以某種固體物質(zhì)吸附另一種氣體物質(zhì)所完成的凈化過程。具有吸附作用的物質(zhì)稱吸附劑,被吸附的物質(zhì)叫吸附質(zhì)。鋁電解含氟煙氣的干法凈化使用電解鋁生產(chǎn)用的氧化鋁,作為吸附劑吸附煙氣中的
3、氟化氫等大氣污染物來完成對煙氣的凈化。氧化鋁對氟化氫的吸附過程分三個步驟:(1)氟化氫在氣相中不斷擴散,通過氧化鋁表面氣膜到達氧化鋁表面。(2)氟化氫受氧化鋁離子極化的化學(xué)鍵力的作用,形成化學(xué)吸附。(3)被吸附的氟化氫和氧化鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成表面化合物氟化鋁。氟化氫的吸附率可達98%99%,瀝青煙的吸附率在95%以上。載有氟和瀝青煙的氧化鋁由布袋除塵器分離后供電解使用?;厥盏姆祷仉娊獠劭裳a充電解生產(chǎn)過程中損失的氟元素,瀝青焦油返槽后可逐步被燒掉。2.2干法凈化工藝流程圖3干法凈化工藝流程圖干法凈化工藝流程包括電解槽集氣、吸附反應(yīng)、氣固分離、氧化鋁輸送、機械排風等五個部分,如圖3所示。(1)
4、電解槽集氣。電解槽散發(fā)的煙氣呈無組織擴散狀態(tài),為了有效地控制污染,必須對電解槽進行密封。收集的煙氣通過電解槽的排煙支管匯到電解廠房外的排煙總管,然后送往凈化系統(tǒng)集中處理。(2)吸附反應(yīng)。將吸附劑新鮮的氧化鋁粉加入到電解煙氣中,并使之與煙氣充分接觸而吸附煙氣中的氟化氫,然后送到布袋除塵器袋濾室。(3)氣固分離。吸附后的氧化鋁為載氟氧化鋁,載氟氧化鋁與煙氣的分離是由布袋除塵器來完成的。分離下來的載氟氧化鋁,一部分作為循環(huán)氧化鋁繼續(xù)參與吸附反應(yīng),另一部分由氧化鋁輸送系統(tǒng)送入載氟氧化鋁料倉,供電解使用。(4)氧化鋁輸送。新鮮氧化鋁定量地由新鮮氧化鋁料倉排出,經(jīng)輸送風動溜槽給入到文丘里反應(yīng)器中。吸附后的
5、載氟氧化鋁由除塵器的沸騰床的溢流口,經(jīng)輸送風動溜槽及垂直輸送氣力提升機輸送到載氟氧化鋁料倉,供電解使用。(5)機械排風。排風是整個凈化系統(tǒng)的主動力源。凈化系統(tǒng)的煙氣輸送、氧化鋁輸送、除塵器等均在負壓狀態(tài)下操作,不向外界排放污染物。機械排風的設(shè)備為離心風機。2.3電解煙氣凈化系統(tǒng)的組成干法凈化所用主要設(shè)備有反應(yīng)器、脈沖袋式除塵器、風動溜槽、氣力提升機以及排煙風機等。(1)反應(yīng)器,其工作原理和特點是煙氣向上通過反應(yīng)器的喉口時,流速突然增大,形成湍流。在此加入氧化鋁,氧化鋁與煙氣由于湍流而充分混合,進行充分反應(yīng),煙氣自下而上穿過這層斷面與氧化鋁接觸,完成氧化鋁對氟化氫的吸附過程。喉口上方形成的湍流使
6、氧化鋁能充滿整個管道斷面,縮短了所需的管道長度,提高了凈化效率。(2)脈沖袋式除塵器,如圖4所示,含塵氣體從袋式除塵器進口引入后,通過煙氣分配裝置均勻進入濾袋,在此過程中粉塵即被濾袋的外側(cè)所阻擋,經(jīng)過凈化處理的氣體從出口排出,當濾袋表面的粉塵不斷增加到一定的厚度,導(dǎo)致設(shè)備阻力上升到設(shè)定值時,微壓差控制信號有信號輸出。控制儀發(fā)出信號,使噴吹系統(tǒng)工作,電磁脈沖閥打開,此時壓縮空氣從氣包順序經(jīng)脈沖閥和噴嘴向濾袋內(nèi)噴射,附于袋外的粉塵脫離濾袋落入灰斗,然后由回轉(zhuǎn)排灰閥將粉塵排出。圖4脈沖袋式除塵器(3)氣力提升機是一種低壓吹送的垂直提升氣吸式輸送設(shè)備,其工作原理:靠真空來吸取物料,即當排風機工作后,整
7、個系統(tǒng)被抽成一定的真空度,在壓力差的作用下,大氣中的空氣流從物料堆的間隙通過,把物料吸入吸嘴,并沿輸料管進入分離器中,在分離器中物料和空氣被分離,物料直接從底部卸出,空氣進入除塵器,凈化后的空氣通過排風機進入大氣。(4)風動溜槽分為下充氣層、中透氣層和上輸料層,由風機給予低壓小容量的空氣,由充氣層透過透氣層,使物料流態(tài)化,從而實現(xiàn)物流的移動。循環(huán)氧化鋁加入到反應(yīng)器的輸送都采用風動溜槽。3.電解鋁的技術(shù)問題(1)由于大容量電解槽一般系列規(guī)模較大(一個 系列產(chǎn)能可達20萬噸以上),巨大的用電負荷集中在一個生產(chǎn)系列上(一般達40萬kw以上),電解系列生產(chǎn)的任何波動都會造成電網(wǎng)或自備電廠較大的影響,甚至威脅供電安全。(2)缺乏建立在對陰極破損機理與規(guī)律透徹掌握基礎(chǔ)上的“精細設(shè)計”技術(shù)和提高槽壽命的綜合技術(shù)措施,電解槽難以達到設(shè)計壽命,早期破損率高。影響中國大型槽槽壽命的問題除了中國普遍認為的陰極炭素材料質(zhì)量方面的原因外,電解槽的設(shè)計、筑爐材料、筑爐質(zhì)量、焙燒啟動、正常生產(chǎn)操作及生產(chǎn)管理等方面均存在一些問題。導(dǎo)致這些問題的深層次原因是,中國尚缺乏對鋁電解槽破損(常稱為陰極破損)機理與規(guī)律的深入掌握及在此基礎(chǔ)上的“精細設(shè)計”技術(shù)和提高槽壽命的綜合技術(shù)措施。隨著電解槽容量的不斷擴大,槽壽命問題就更加突出。缺乏先進的生產(chǎn)操作技術(shù),作業(yè)成本高。焙燒啟動過程中電流分布不
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